一种基于Y型钢骨架的冰区长效灯浮标制造技术

一种基于Y型钢骨架的冰区长效灯浮标，属于航海导航设备制造领域。由Y型钢骨架，高分子材料浮体，抗冰灯器和配重组成。Y型钢骨架采用钢管和带钢焊接制成，钢骨架由三个支撑骨架组成，支撑骨架间的角度为120度。浮体采用不褪色高分子材料用滚塑工艺制成，每个标体的扇形角为120度。抗冰灯器安装在浮标的顶部，配重安装在浮标的底部。该浮标的优点是延长了灯浮标的维护更换周期，节省了维护成本，在冰冻港口四季通用，达到船舶安全航行所需的助航要求。同时Y型骨架结构的优点是浮标标体的稳定好，在外壳厚度不变的条件下，抵抗浮冰冲击的能力高于其他类型骨架的非钢质冰区灯浮标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航海导航设备制造领域。
技术介绍
近年来，随着我国沿海改革开放和区域经济发展，沿岸港口群的建设步伐不断加快，港口数量和规模逐年增加，临海产业迅猛发展。在此背景下，为保障港口生产安全、船舶航行安全及海洋环境清洁，航标事业的发展正面临着前所未有的机遇和挑战。我国北方一些港口地处中、高纬度，冬季严寒，为冬季冰冻港口。冬季冰期港口常会出现大量密集流冰，冰况严重时，容易造成港口附近水域水上普通灯浮标标体损坏、标志移位、灯光熄灭，航标助航效能降低、失效，严重影响进出港船舶的航行安全，降低了港口的通航能力。为减少常规灯浮标的移位、灭失等失常情况的发生，北方冰冻港口每年都被迫实施春冬两季换标作业，且海上作业条件艰苦，年年要耗费大量的人力、物力及财力。但随着航运经济及沿海港口经济的迅速发展，航标设置数量逐年增加，航标作业数量随之大幅增加。大面积的航标在较短的时间内集中进行更换作业给航标作业船舶及人员带来较大的压力，同时航标更换作业的燃油、淡水、物资等的消耗也逐年增长，不利于航标节能减排。同时，北方港口大部分常规灯浮标被更换为冬季冰标以后，航标的目视效果，包括雷达反射效果都大大减弱，尤其是在风、浪较大的海况下，冰标的雷达反射回波几乎完全被风、浪所形成的雷达回波淹没，航海者无法判断航标的准确位置，航标助航效能就得不到充分的发挥。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决现有技术中的问题，而提供了一种满足北方冰冻港口四季的助航服务需求，并且同时减轻了航标作业人员及船舶的作业强度，显著降低了航标管理维护成本和航标维护作业的安全风险的基于Y型钢骨架冰区长效灯浮标，为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于Y型钢骨架冰区长效灯浮标，采用钢-高分子材料内外复合拼装结构，内部钢骨架由中心钢管和支撑钢板焊接而成，钢骨架由三个支撑钢板组成支撑骨架，支撑钢板间的角度为120度，外部的高分子材料浮体采用滚塑工艺制备，该高分子材料浮体包括下圆台、中圆柱和上圆台三段，每一段由三个部分组成，每个部分之间的扇形角为120度，抗冰灯器安装在浮标的顶部，配重安装在浮标的底部。所述的高分子材料浮体采用外部壳体和内部的填充材料的结构，外部壳体材料为高分子聚乙烯材料，内部填充材料采用聚乙烯泡沫材料。高分子材料的浮体与钢骨架采用连接螺栓连接。所述的上圆台部位和下圆台底部分别设有吊耳，上圆台部位的上吊耳有三个，对称安排，并与钢骨架通过焊接连接，用于吊装灯浮标，下圆台底部的下吊耳与中心钢管焊接，用于与锚链连接。所述的浮体上开有与连接螺栓相配合的螺栓孔，用于与钢骨架的连接。所述的上圆台和下圆台为从靠近中圆柱一端向两端缩进的圆锥体结构，所述的上圆台、中圆柱、下圆台的高度比为：1:2.8:2。所述的配重通过下支撑拖架固定在中心钢管上，下吊耳与中心钢管焊接。本专利技术的有益效果是：本专利技术具备一定的导(抗)冰能力，在厚度20CM以下浮冰的挤压、碰撞下可利用标体自身的浮力和恢复力矩保持原位，并在浮冰流过后重新恢复灯光、位置等助航效能。抗冰灯器的强度满足20CM浮冰的碰撞和挤压，同时标体、灯器、供电系统保持气密，灯器和供电系统的工作环境温度满足-35℃～+40℃，并能保证灯器2年以上的用电负荷。Y型钢骨架的冰区长效灯浮标(非钢质)优点是延长了灯浮标的维护更换周期，节省了维护成本，在冰冻港口四季通用，达到船舶安全航行所需的助航要求。同时Y型骨架结构的优点是浮标标体的稳定好，在外壳厚度不变的条件下，抵抗浮冰冲击的能力高于其他类型骨架的非钢质冰区灯浮标。附图说明图1为本专利技术外形结构示意图。图2为本专利技术中心部位纵向剖面示意图。图3为本专利技术上圆台、中圆柱、下圆台拼装前示意图。图中：1.灯器；2.上圆台；3.连接螺栓；4.上吊耳；5.中圆柱；6.下圆台；7.配重；8.下吊耳；9.支撑钢板；10.中心钢管；11.支撑拖架。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。参见附图1-3，本专利技术基于Y型钢骨架冰区长效灯浮标，采用钢-高分子材料内外复合拼装结构，内部钢骨架由中心钢管10和支撑钢板9焊接而成，钢骨架由三个支撑钢板9组成支撑骨架，支撑钢板9间的角度为120度，外部的高分子材料浮体采用滚塑工艺制备，该高分子材料浮体包括下圆台6，中圆柱5和上圆台2三段，每一段由三个部分组成，每个部分之间的扇形角为120度，抗冰灯器1安装在浮标的顶部，配重7安装在浮标的底部。本专利技术的制备方法是：首先制备用于制造滚塑外壳的模具，模具采用不锈钢制造，按照下圆台6，中圆柱5和上圆台2分别制造。采用滚塑方法用不褪色的高分子材料制作标体的外壳，完成外壳制造后，再向标体的外壳内部充填防水的填充材料，保证充满。采用无缝钢管和钢板制备浮标的钢骨架，钢骨架为焊接结构，钢骨架的上部与灯器1连接，上圆台2位置焊接上吊耳4，下部与配重7连接，配重7通过下支撑拖架11固定在中心钢管10上，下吊耳8与中心钢管10焊接。完成钢骨架制备后，将滚塑体与钢骨架用连接螺栓3连接，完成灯浮标的制造。下面通过具体实施例对本专利技术专利作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术专利的保护范围。高分子滚塑结构浮标主结构为柱体和锥体结合的结构，总体长度约7.0米，标体的最大直径为1.5米。该浮标显形面积不小于3.8m2，灯光射程不低于3nm，焦面高度大于3.5m。在流冰厚度小于20cm，冰块面积小于100m2海况条件下，标体不发生移位、损坏。适用水深范围-10m～-20m，工作环境温度满足-35℃～+40℃，能源的维护保养周期不低于2年。本浮标顶部安装有抗冰灯器1，灯器1安装完全气密，浮标在倾斜30°时，不会对顶部灯光造成遮挡；底部设有压载部分，重量为1.85吨。压载物采用铸铁，其特点是密度大，可以尽量降低浮标重心高度，达到更好的抗风、抗冰及导冰效果；顶部侧面和底部下端设有上、下吊耳，用于浮标吊运、安装、维护和定位。吊耳的承载能力的均为10-12吨，底部下吊耳8用于系连浮标锚链；电池舱采用中219x3.5的圆钢管，设置在标体内部，避免低温导致锂电池容量下降的问题，并降低其受损几率。采用电池为防水蓄电池，同时采用密封结构满足水密要求。浮标标体采用Y型钢质主骨架和高分子组合结构的滚塑体作为浮体，高分子材料浮体采用外部壳体和内部的填充材料的结构，外部壳体材料为高分子聚乙烯材料，内部填充材料采用质量较小的聚乙烯泡沫材料提供标体所需浮力，满足小角度和大角度倾斜的稳性要求以及浮标通用技术条件(JT/T760-2009)规定的摇摆周期的要求。Y型钢质主骨架采用钢管和带钢用焊接的方法制造，钢骨架由三个支撑骨架组成，支撑骨架间的角度为120度，保证结构的最大支撑强度。标体采用不褪色高分子材料用滚塑工艺制备，高分子材料浮体分为三段，包括下圆台6，中圆柱5和上圆台2三个部分。每一段标体由三个部分组成，每个部分的扇形角为120度，上圆台2和下圆台6为从靠近中圆柱5一端向两端缩进的圆锥体结构，上圆台2、中圆柱5、下圆台6的高度比为：1:2.8:2。本专利技术上圆台2部位的上吊耳4有三个，对称安排，并与钢骨架通过焊接连接，用于吊装灯浮标，下圆台6底部的下吊耳8与中心钢管10焊接，用于与锚链连接。高分子材料浮体采用滚塑成型制作工艺，其强度满足抵抗风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Y型钢骨架冰区长效灯浮标，其特征是：采用钢‑高分子材料内外复合拼装结构，内部钢骨架由中心钢管和支撑钢板焊接而成，钢骨架由三个支撑钢板组成支撑骨架，支撑钢板间的角度为120度，外部的高分子材料浮体采用滚塑工艺制备，该高分子材料浮体包括下圆台、中圆柱和上圆台三段，每一段由三个部分组成，每个部分之间的扇形角为120度，抗冰灯器安装在浮标的顶部，配重安装在浮标的底部。

【技术特征摘要】
1.一种基于Y型钢骨架冰区长效灯浮标，其特征是：采用钢-高分子材料内外复合拼装结构，内部钢骨架由中心钢管和支撑钢板焊接而成，钢骨架由三个支撑钢板组成支撑骨架，支撑钢板间的角度为120度，外部的高分子材料浮体采用滚塑工艺制备，该高分子材料浮体包括下圆台、中圆柱和上圆台三段，每一段由三个部分组成，每个部分之间的扇形角为120度，抗冰灯器安装在浮标的顶部，配重安装在浮标的底部。2.根据权利要求1所述的基于Y型钢骨架冰区长效灯浮标，其特征是：所述的高分子材料浮体采用外部壳体和内部的填充材料的结构，外部壳体材料为高分子聚乙烯材料，内部填充材料采用聚乙烯泡沫材料。3.根据权利要求1或2所述的基于Y型钢骨架冰区长效灯浮标，其特征是：高分子材料的浮体与钢骨架采用连接螺栓连接。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树兵，车荣合，梅传东，苗猛，王剑，吕英龙，杨荻，王玉强，季克淮，田新，陈广通，李海臣，李旭，
申请(专利权)人：交通运输部北海航海保障中心天津航标处，
类型：发明
国别省市：天津;12